BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.2 Analisis Adsorpsi Pada Air Limbah Pb Sintetik
38
4.2 Analisis Adsorpsi Pada Air Limbah Pb Sintetik
39
selanjutnya dilakukan adalah melakukan plotting pada grafik untuk menunjukkan hubungan antara efisiensi penyisihan terhadap variasi pH yang dapat dilihat pada Gambar 4.4.
Gambar 4. 4 Grafik Variasi pH Adsorpsi
Pada Gambar 4.4 terlihat titik pada adsorpsi menggunakan pH 3 memiliki efisiensi penyisihan 90,2% kemudian pada pH 5 meningkat menjadi 90,7% kemudian pada pH 7 menurun menjadi 64,2%, sehingga dapat dipastikan nilai pH optimum terdapat pada pH 5. Keadaan tingkat keasaman dari larutan timbal akan mempengaruhi proses adsorpsi dan terlihat pada grafik dimana pH semakin basa maka kapasitas adsorpsi pun juga akan semakin menurun.
Berdasarkan penelitian dari Romera dkk (2007), logam Pb berada paling banyak pada rentang pH 5–7 sebagai pH optimum untuk proses adsorpsi. Begitu pula penelitian yang dilakukan oleh Asnawati et al.
(2017) yang menemukan bahwa hasil optimum berada pada pH 5.
Efisiensi penyisihan Pb pada pH rendah tidak efektif untuk menghilangkan Pb dalam air. Pada pH asam, jumlah ion H+ pada larutan timbal cenderung lebih banyak sehingga akan terjadi persaingan antara ion H+ dengan logam timbal yang memiliki kondisi Pb2+ dalam membentuk ikatan dengan gugus aktif di dalam adsorben. Hal ini menyebabkan jumlah situs pengikatan adsorpsi yang tersedia akan berkurang dan dapat menghambat proses adsorpsi (Safriani et al., 2012).
0,000 20,000 40,000 60,000 80,000 100,000
0 2 4 6 8 10
Efisiensi Penyisihan (%)
pH
40
Sedangkan pada pH basa, akan terjadi peningkatan OH- dalam larutan dan ion Pb2+ akan mengendap menjadi Pb(OH)2 yang sukar larut dalam air sehingga ion logam tidak dapat berikatan dengan gugus aktif dalam adsorben (Kardiman et al., 2019).
4.2.2 Pengaruh Waktu Kontak Terhadap Penyisihan Timbal (Pb)
Adanya variasi waktu pada penelitian adsorpsi digunakan untuk mendapatkan waktu paling minimal yang dibutuhkan adsorben pada saat proses adsorpsi untuk menyerap logam timbal secara maksimal. Variasi waktu dilakukan dengan menggunakan nilai optimum dari hasil variasi pH yaitu pada pH 5 dengan volume larutan sebanyak 30 ml dan menambahkan adsorben sebanyak 0,5 gram. Hasil dari pengujian adsorpsi pada air limbah Pb sintetik dengan variasi waktu disajikan dalam Tabel 4.2.
Tabel 4. 2 Pengaruh Waktu Kontak Terhadap Penyisihan Timbal
Waktu
Konsentrasi Awal Timbal
(Co)
Konsentrasi Akhir Timbal
(Ct)
Efisiensi Penyisihan
Kapasitas Adsorpsi (qt)
menit ppm ppm % mg/g
15
2,7588
1,0298 62,672 0,1037
30 0,5616 79,643 0,1318
45 0,3325 87,948 0,1456
60 0,2177 92,109 0,1525
90 0,2848 89,677 0,1484
120 0,2761 89,992 0,1490
180 0,4736 82,833 0,1371
Berdasarkan perhitungan yang telah dilakukan, adsorpsi timbal oleh adsorben sabut kelapa pada menit ke 15 diperoleh efisiensi penyisihan sebesar 62,6% dengan kapasitas adsorpsi sebanyak 0,10 mg/g, kemudian menit ke 30 efisiensi penyisihan meningkat menjadi 79,6% dan kapasitas adsorpsi sebesar 0,13 mg/g, kemudian pada menit ke 45 efisiensi penyisihan meningkat menjadi 87,948%, kemudian di menit ke 60 efisiensi penyisihan mencapai nilai yang tertinggi sebesar
41
92,109%, dan pada menit-menit selanjutnya nilai efisiensi penyisihan mengalami penurunan. Hal ini dapat dijelaskan bahwa semakin lama waktu kontak yang dilakukan pada saat adsorpsi, maka semakin tinggi nilai efisiensi penyisihan hingga mencapai waktu tertentu dimana efisiensi penyisihan kembali menurun.
Pada Tabel 4.2 waktu optimal terdapat pada 60 menit dengan konsentrasi timbal awal sebesar 2,7588 ppm kemudian setelah dilakukan adsorpsi konsentrasi turun menjadi 0,2177 ppm. Jika dibandingkan dengan variasi waktu yang lainnya, pada waktu 60 menit memiliki nilai efisiensi penyisihan paling besar yaitu 92,109% dengan kapasitas adsorpsi sebesar 0,1525 mg/g. Keadaan jenuh sudah terlihat pada waktu 90 menit, keadaan ini terjadi apabila reaksi adsorben dengan logam timbal telah melewati waktu setimbangnya sehingga logam timbal tidak mampu diserap lagi oleh adsorben. Berdasarkan pada Tabel 4.2 dilakukan plotting pada grafik perbandingan antara kapasitas adsorpsi terhadap variasi waktu seperti pada Gambar 4.5.
Gambar 4. 5 Grafik Variasi Waktu
Berdasarkan Gambar 4.5 titik tertinggi waktu optimal terdapat pada 60 menit dengan efisiensi penyisihan sebesar 92,1%. Kemudian pada menit selanjutnya, efisiensi penyisihan mengalami penurunan. Dari hasil analisis tersebut dapat disimpulkan bahwa semakin lama waktu kontak antara adsorben dengan air timbal maka kapasitas adsorpsi dan efisiensi penyisihannya semakin tinggi. Namun, kapasitas adsorpsi dan
0,000 20,000 40,000 60,000 80,000 100,000
0 50 100 150 200
Efisiensi Penyisihan (%)
Waktu (menit)
42
efisiensi penyisihan dapat menurun setelah proses adsorpsi menemukan waktu setimbang. Hal ini dapat terjadi karena proses adsorpsi telah terjadi secara maksimal dan permukaan adsorben sudah tidak dapat menyerap adsorbat lagi karena ikatan antara molekul yang diadsorpsi dan permukaan adsorben akan semakin lemah.
4.2.3 Pengaruh Konsentrasi Timbal (Pb) Terhadap Penyisihan Timbal (Pb)
Setelah didapatkan pH optimum dan waktu kontak optimum, hal yang dilakukan selanjutnya adalah melakukan pengujian variasi konsentrasi Pb untuk mendapatkan konsentrasi optimum pada saat proses adsorpsi. Variasi konsentrasi dilakukan dengan menggunakan pH optimum yaitu pada pH 5 dengan volume larutan sebanyak 30 ml dan menambahkan adsorben sebanyak 0,5 gram. Kemudian dilakukan pengadukan pada shaker selama 60 menit. Hasil dari pengujian adsorpsi pada air limbah Pb sintetik dengan variasi konsentrasi didapatkan seperti dalam Tabel 4.3.
Tabel 4. 3 Pengaruh Konsentrasi Terhadap Penyisihan Timbal
Konsentrasi
Konsentrasi Awal Timbal (Co)
Konsentrasi Akhir Timbal (Ct)
Efisiensi Penyisihan
Kapasitas Adsorpsi (qt)
ppm ppm ppm % mg/g
2 1,8705 0,0000 100,000 0,1122
3 3,2489 0,0000 100,000 0,1949
5 5,5338 0,0000 100,000 0,3320
7 7,4892 0,0000 100,000 0,4494
9 9,3856 0,0906 99,034 0,5577
10 10 0,2184 97,816 0,5869
20 20 1,9320 90,340 1,0841
40 40 8,5624 78,594 1,8863
60 60 26,6532 55,578 2,0008
80 80 42,5392 46,826 2,2476
100 100 59,9960 40,004 2,4002
160 160 99,8448 37,597 3,6093
320 320 221,8976 30,657 5,8861
43
Berdasarkan Tabel 4.3 didapatkan konsentrasi optimum pada saat proses adsorpsi yaitu sebesar 7 ppm. Dari hasil perhitungan yang telah dilakukan, pada konsentrasi 2, 3, 5, dan 7 ppm efisiensi penyisihan yang terjadi saat proses adsorpsi sangat baik yaitu sebesar 100%. Sedangkan pada konsentrasi-konsentrasi selanjutnya mengalami penurunan, hingga pada konsentrasi 320 ppm nilai efisiensi penyisihan sebesar 30,657%.
Gambar 4. 6 Grafik Variasi Konsentrasi
Dari hasil perhitungan Tabel 4.3 digambarkan pada grafik sesuai Gambar 4.6 titik-titik konsentrasi terhadap efisiensi penyisihan yang dihubungkan dengan garis linier yang terus mengalami penurunan. Hal ini sejalan dengan teori dimana semakin besar konsentrasi larutan Pb maka efisiensi penyisihan akan semakin kecil.
4.2.4 Pemanfaatan Kembali Adsorben Setelah Proses Adsorpsi
Setelah didapatkan pH, waktu kontak, dan konsentrasi Pb optimum, kemudian melakukan pengujian pemanfaatan kembali adsorben yang telah digunakan. Hal ini bertujuan untuk mengurangi limbah dari hasil proses adsorpsi yang berupa sabut kelapa. Pada pengujian ini hasil dari pengujian ini didapatkan seperti dalam Tabel 4.4.
0,000 20,000 40,000 60,000 80,000 100,000 120,000
0 50 100 150 200 250 300 350
Efisiensi Penyisihan (%)
Konsentrasi (ppm)
44
Tabel 4. 4 Pemanfaatan Kembali Adsorben Setelah Adsorpsi
Konsentrasi Awal Timbal
(Co)
Konsentrasi Akhir Timbal
(Ct)
Konsentrasi Timbal yang Terserap
Efisiensi Penyisihan
Kapasitas Adsorpsi
(qt)
ppm ppm ppm % mg/g
7,5229 0,3102 7,2127 95,877 0,4328
Berdasarkan Tabel 4.4 konsentrasi sebelum adsorpsi sebesar 7,5229 ppm dan konsentrasi akhir timbal setelah adsorpsi sebesar 0,3102.
Dengan efisiensi penyisihan timbal sebesar 95,877% dan kapasitas adsorpsi sebesar 0,4328 mg/g. Hal ini menunjukkan bahwa limbah adsorben sabut kelapa dari hasil adsorpsi dapat dimanfaatkan kembali sebagai adsorben.
Proses adsorpsi ini memiliki potensi untuk diaplikasikan pada air limbah industri. Proses adsorpsi ini dapat dilakukan pada tersier treatment pada proses Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL). Namun sebelum air dibuang ke perairan perlu diberikan batasan output konsentrasi air limbah Pb telah sesuai dengan ketentuan Peraturan Menteri Lingkungan Hidup Republik Indonesia Nomor 5 Tahun 2014 Tentang Baku Mutu Air Limbah, dengan kadar maksimum timbal sebesar 0,1 mg/l.